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CN107060938A - 一种新型可变进排气系统 - Google Patents

一种新型可变进排气系统 Download PDF

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CN107060938A
CN107060938A CN201710184497.0A CN201710184497A CN107060938A CN 107060938 A CN107060938 A CN 107060938A CN 201710184497 A CN201710184497 A CN 201710184497A CN 107060938 A CN107060938 A CN 107060938A
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CN
China
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valve
exhaust
inlet
control system
electronic control
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CN201710184497.0A
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English (en)
Inventor
程秀围
王子玉
王国莹
赵斌
许文燕
王红丽
张洁
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China North Engine Research Institute Tianjin
Original Assignee
China North Engine Research Institute Tianjin
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种新型可变进排气系统，包括进气总管、进气连接管、电子控制系统、电磁阀、排气总管、气门驱动机构、排气道一、排气门一、进气门二、进气道二、进气道一、进气门一、排气门二和排气道二，所述进气总管还通过进气连接管连通排气道一，所述电磁阀设置在进气连接管上，并与电子控制系统信号连接。本发明可以兼顾发动机的起动工况和常规工况，提高发动机的整机性能。当发动机处于起动工况时，此时形成3个进气门，一个排气门的气门结构，增加进气流通截面积，减少进气阻力，进气充量增加，缸内平均压力升高，有利于着火，改善冷起动；当发动机处于常规工况时，形成2个进气门，2个排气门的气门结构，气体进、排气都比较畅通，发动机整体性能得到改善。

Description

一种新型可变进排气系统
技术领域
本发明属于内燃机技术领域，尤其是涉及一种新型可变进排气系统。
背景技术
内燃机充量系数是指内燃机每循环实际吸入气缸的新鲜充量m1与以进气管内状态充满气缸工作容积的理论充量msh之比。内燃机的充量系数反映了进气过程的完善程度，是衡量发动机性能的重要指标。
由于内燃机的换气过程是一动态过程，研究表明，在众多影响因素中，降低进气过程的流动阻力损失，提高进气终了压力，是提高充量系数最有效的措施，尤其是在发动机起动过程中。按进气系统流动阻力的性质可以分为两类，一类是沿程阻力，即管道摩擦阻力，它与流速、管长、管壁表面质量等有关；另一类是局部阻力，它是由于流通截面大小、形状以及流动方向的变化造成局部产生涡流所引起的损失。在内燃机进气流动中，由于进气管道粗短，壁面比较光滑，其沿程阻力并不大。因此局部阻力损失是流动过程中的主要损失，它由一系列的局部阻力叠加而成，尤其在空气滤清器、流道转弯处和进气门座圈处，因此，降低这些部位的局部阻力损失，对降低进气系统的流动阻力，提高充量系数有显著作用。
现代发动机转速越来越高，即使在进气过程中也可能发生气体流动的阻塞现象，尤其在起动工况中，从而导致进气阻力增加，充量系数大大降低，进而影响发动机性能。研究表明，为减少进气门处流动损失，可以从增加流通面积等方面着手解决。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种新型可变进排气系统，实现三个进气门一个排气门结构或者两个进气门和两个排气门结构的切换。在发动机起动工况中，通过三个进气门增加进气流通截面积，减少进气阻力，大大提高充量系数，进而提高发动机性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新型可变进排气系统，包括进气总管、进气连接管、电子控制系统、电磁阀、排气总管、气门驱动机构、排气道一、排气门一、进气门二、进气道二、进气道一、进气门一、排气门二和排气道二，所述进气总管分别通过进气道一和进气道二连通进气门一和进气门二，所述排气总管分别通过排气道一和排气道二连通排气门一和排气门二；所述进气总管还通过进气连接管连通排气道一，所述电磁阀设置在进气连接管上，并与电子控制系统信号连接，所述电子控制系统控制连接气门驱动机构，气门驱动机构驱动进气门一、进气门二、排气门一和排气门二工作。
进一步的，当发动机在起动工况时，所述电子控制系统使所述电磁阀处于开启状态，且所述电子控制系统将排气门一的气门升程规律调整为进气门气门升程规律；当发动机在常规工况时，所述电子控制系统使所述电磁阀处于关闭状态，且所述电子控制系统将排气门一的气门升程规律调整为排气门气门升程规律。
进一步的，所述气门驱动机构为电磁气门驱动机构，所述进气门一、进气门二、排气门一和排气门二为通过电子控制的电液气门；所述电子控制系统通过所述电磁气门驱动机构来控制气门升程。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明可以较好的兼顾发动机的起动工况和常规工况，提高发动机的整机性能。当发动机处于起动工况时，此时形成3个进气门，一个排气门的气门结构，增加进气流通截面积，减少进气阻力，进气充量增加，缸内平均压力升高，有利于着火，改善冷起动；当发动机处于常规工况时，形成2个进气门，2个排气门的气门结构，发动机的进、排气过程恢复正常，气体进、排气都比较畅通，发动机整体性能得到改善。
(2)本发明的拓展应用范围宽，可以广泛应用于乘用车、商用车、农业机械及工程、矿山用柴油机。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述新型可变进排气系统的剖面图；
图2为本发明实施例所述新型可变进排气系统的俯视图。
附图标记说明：
1、进气总管；2、进气连接管；3、电磁气门驱动机构；4、电子控制系统；5、电磁阀；6、排气总管；7、排气道一；8、排气门一；9、进气门二；10、进气道二；11、进气道一；12、进气门一；13、排气道二；14、排气门二。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1、2所示，本发明实施例新型可变进排气系统，包括进气总管1、进气连接管2、电磁气门驱动机构3、电子控制系统4、电磁阀5、排气总管6、排气道一7、排气门一8、进气门二9、进气道二10、进气道一11、进气门一12、排气门二14和排气道二13，其中所述进气总管1为增压后的进气总管；
所述进气总管1分别通过进气道一11和进气道二10连通进气门一12和进气门二9，所述排气总管6分别通过排气道一7和排气道二13连通排气门一8和排气门二14；
所述进气总管1还通过进气连接管2连通排气道一7，所述电磁阀5设置在进气连接管2上，并与电子控制系统4控制连接；从而所述进气总管1、排气道一7、进气连接管2，电磁阀5，电磁气门驱动机构3与电子控制系统4共同实现了一支可变进排气通道。通过控制电磁阀5的开启或关闭来实现排气门一8在进气与排气之间的切换，从而实现三个进气门一个排气门结构或者两个进气门和两个排气门结构的切换。
当发动机在起动工况时，所述电子控制系统4使所述电磁阀5处于开启状态，且所述电子控制系统4将排气门一8的气门升程规律调整为进气门气门升程规律；当发动机在常规工况时，所述电子控制系统4使所述电磁阀5处于关闭状态，且所述电子控制系统4将排气门一8的气门升程规律调整为排气门气门升程规律。
所述电磁气门驱动机构3一端与所述电子控制系统4连接，另一端分别与进气门一12、进气门二9、排气门一8和排气门二14连接，所述进气门一12、进气门二9、排气门一8和排气门二14为通过电子控制的电液气门；所述电子控制系统4通过所述电磁气门驱动机构3来控制气门升程。
本实施例的工作过程：
在起动工况中，电子控制系统4通过控制电磁阀5使电磁阀5处于开启状态，气体由进气总管1经进气连接管2进入排气道一7，最后进入排气门一8，通过电子控制系统4将排气门一8的气门升程规律调整为进气门气门升程规律，此时形成3个进气门，一个排气门的气门结构，进气流通截面积增加，进气阻力减少，进气充量增加，缸内平均压力升高，有利于着火，改善冷启动。
在常规工况中，电子控制系统4通过控制电磁阀5使电磁阀5处于关闭状态，进气连接管2与排气道一7不连接，通过电子控制系统4将排气门一8的气门升程规律调整为排气门气门升程规律，气体由进气总管1经进气道一11和进气道二10分别进入进气门一12和进气门二9，缸内气体做功后由排气门一8和排气门二14经排气道一7和排气道二13排出，此时形成2个进气门，2个排气门的气门结构，气体进、排气都比较畅通，发动机整体性能得到改善。
因此，本发明一种新型可变进排气系统可以较好的兼顾发动机的起动工况和常规工况，提高发动机的整机性能，当发动机处于起动工况时，此时形成3个进气门，一个排气门的气门结构，增加进气流通截面积，减少进气阻力，进气充量增加，缸内平均压力升高，有利于着火，改善冷起动；当发动机处于常规工况时，形成2个进气门，2个排气门的气门结构，气体进、排气都比较畅通，发动机整体性能得到改善。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新型可变进排气系统，其特征在于：包括进气总管(1)、进气连接管(2)、电子控制系统(4)、气门驱动机构(3)、电磁阀(5)、排气总管(6)、排气道一(7)、排气门一(8)、进气门二(9)、进气道二(10)、进气道一(11)、进气门一(12)、排气门二(14)和排气道二(13)，
所述进气总管(1)分别通过进气道一(11)和进气道二(10)连通进气门一(12)和进气门二(9)，所述排气总管(6)分别通过排气道一(7)和排气道二(13)连通排气门一(8)和排气门二(14)；
所述进气总管(1)还通过进气连接管(2)连通排气道一(7)，所述电磁阀(5)设置在进气连接管(2)上，并与电子控制系统(4)信号连接，所述电子控制系统(4)控制连接气门驱动机构(3)，气门驱动机构(3)驱动进气门一(12)、进气门二(9)、排气门一(8)和排气门二(14)工作。
2.根据权利要求1所述的新型可变进排气系统，其特征在于：当发动机在起动工况时，所述电子控制系统(4)使所述电磁阀(5)处于开启状态，且所述电子控制系统(4)将排气门一(8)的气门升程规律调整为进气门气门升程规律；当发动机在常规工况时，所述电子控制系统(4)使所述电磁阀(5)处于关闭状态，且所述电子控制系统(4)将排气门一(8)的气门升程规律调整为排气门气门升程规律。
3.根据权利要求1所述的新型可变进排气系统，其特征在于：所述气门驱动机构(3)为电磁气门驱动机构，所述进气门一(12)、进气门二(9)、排气门一(8)和排气门二(14)为通过电子控制的电液气门；所述电子控制系统(4)通过所述电磁气门驱动机构来控制气门升程。
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